冲压制件回弹扭曲分析与改进(二)

冲压制件回弹扭曲分析与改进(二)

Mar 29, 2024

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转发自:模具制造

作者:王玉峰,刘 赛,张 祥

长城汽车股份有限公司技术中心,河北省汽车工程技术研究中心(河北保定 071000)

整改效果:增加一副整形模后,保证制件的面差在公差范围之内。

回弹4~5mm

图1 左/右前轮罩中板

(2)模具调试回弹补偿案例。

冲压制件 B 柱加强板本体,制件材质 B340/

《模具制造》2013年第7期

590DP FB,料厚t=1.4/1.8mm,制件属于 结构,制件结构见图2所示,制件上端回弹2.5mm左右,下端回弹 3mm 左右,与其他制件搭接是存在 2.5mm 左右的间隙,影响焊接质量。问题产生的主要原因是:制件回弹补偿设计不合理,制件的整改措施为:

a.提高模具拉伸模具研合率,加大压料面积,调整成形力:由910t调整到1,080t,加大压料力。

b.根据制件的回弹量,对整形模具进行补焊加工,加3mm的回弹补偿量,将制件强行整到位。

整改效果:制件回弹消除,制件面差在公差要求

之内,与其他制件搭接时间隙在0.7mm之内。

回弹3mm 左右

图2 B柱加强板本体

3.2 制件结构

(1)R角设计案例。

冲压制件支架后板制件翻边圆角为R6mm,制件的材质为B210P1,料厚为t=1.6mm,制件结构属于 形,制件生产时回弹2.5mm左右,如图3所示。制件回弹的原因是材料强度较高,制件R角大。

R角大,制件回

图3 支架后板

整改措施:将制件的翻边 R 角由 R6mm 更改为

R3mm。

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整改效果:制件回弹消除,制件公差在 0.5mm 之内。

(2) 回弹筋设计案例。

冲压制件C柱加强下板制件材质为B210P1,料厚为t=0.7mm,制件结构属于 U 型,如图 4 所示,设计阶段没有给出预防回弹的措施,制件生产时出现3mm左右的回弹现象。

整改措施:对制件结构进行更改,增加回弹筋。

整改效果:制件回弹消除,制件公差在 0.5mm 之内。

图4 C柱加强下板

(3) 拔模角设计案例。

冲压制件前座椅后内侧支架后板,制件材质为 B250P1,料厚为t=1.8mm,制件结构属于 结构,如图5所示,制件设计翻边角度为90°,无拔模角,垂直翻边模具制造时无法加回弹补偿,制件发生回弹后整改困难。

整改措施:两翻边面外摆,使其与上面的夹角均为93°(如图5虚线所示增大夹角3°)。

整改效果:制件结构变更后,制件模具制造时可以给出适当的模具补偿,防止制件回弹。

4 扭曲回弹的预防措施

通过对制件结构进行审查,模具工艺设计分析,模具制造调试3个方面进行分析,给出扭曲回弹的具体措施。

此两面为垂直翻边,无法回弹补偿 两红面外摆,使其与上面的夹角均为93°如图中虚线所示图5 前座椅后内侧支架后板

《模具制造》2013年第7期 · 15 ·

4.1 制件结构进行审查

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通过对制件进行SE分析,对制件的结构进行审查,充分识别可能引起制件回弹的结构,对制件结构进行设计变更,预防制件出现回弹。此阶段如果能够充分的识别出制件存在的缺陷,对后期模具的设计生产有很大好处,可以缩短模具的调试周期。

(1) 翻边R角审查:制件的翻边R角必须控制在 8mm以内,成形性无法保证的制件,可以增加一序整形模具,不允许放大制件的R角。

(2) 拔模角度审查:对制件的拔模角度进行审查,制件在冲压方向留有3°~5°拔模角,防止制件出现回弹现象[1]。

(3) 针对经过SE分析制件出现回弹现象,在不影响制件原有功能的前提下,通过增加防回弹筋改变制件形状,控制和改善回弹。

4.2 模具工艺设计分析

在模具工艺设计阶段对SE分析后可能产生回弹的制件进行预防,利用冲压工艺的设计预防回弹的产生。下面介绍几种可以预防回弹的冲压工艺。

(1) 一道工序分两段弯曲:第一段弯曲采用大间隙(一般取 1.15~1.3 倍料厚)加工;第二段弯曲将第一段弯曲的大弯曲半径值整形到小弯曲半径值,如图 6 所示,此种方案可以有效的防止制件的回弹产生[2]。

(1.15~1.3)t

第一段弯曲 第二段弯曲

图6 两段弯曲

(2) 消除残余应力:此方法是在拉伸成形时在模具的表面增加局部的凸包形状,在后道工序时再消除增加的形状,使材料内的残留应力平衡发生变化,从而消除回弹(见图7),此方案针对表面品质要求不高的制件。

(3) 采用负回弹预防:通过对模具表面进行特殊处理,使板料产生负回弹,上模返回后制件回弹,达到要求的制件形状。

· 16 · (4)二次拉伸或整形:对于制件结构无法更改的制件,采用二次拉伸的工艺设计或后续增加整形序模具。

增加局部形状 后工序消除 增加的形状

拉伸工序 后道工序图7 增加局部形状

4.3 模具制造及调试

此阶段模具已制造出,针对回弹的制件只能对制件的模具进行调试,对于容易更改的问题,在原有模具上面直接调试就可以。针对于那些经过多轮调试仍不能消除制件回弹的问题,采取镶块替代的方式进行模具调试。模具调试时先采用普通材料试验调试,将制件调整到合格状态后,根据调试的数据,在使用模具设计时应用的材料加工镶块。普通材料的镶块容易加工,可以缩短调试周期,同时与使用模具设计时使用的材料的价格进行对比,能够节省大量的材料费用。

5 结论

本文对产生扭曲回弹的制件案例进行分析,描述了在模具制造调试阶段如何解决制件的回弹现象,在制件和设计阶段如何进行预防,避免制件生产时出现回弹现象。通过上述的研究避免制件出现回弹现象,提高制件品质,缩短模具调试周期,降低模具调试费用。

参 考 文 献

[1] 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计[M]. 北京:机械工业出版社,1997.

[2] 肖景容,姜奎华. 冲压工艺学[M]. 北京:机械工业出版社,

1990.

第一作者简介:王玉峰,男,1983年生,从事工作:汽车冲压制件开发、管理工作。

(收稿日期:2013-04-08)

《模具制造》2013年第7期

冲压制件回弹扭曲分析与改进(一)
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